多功能电子时钟设计

李庆江

(菏泽学院教务处，山东 菏泽 274000)

1.引言

单片机早已广泛应用于多种领域，尤其在智能仪表类中的应用更是如此，不仅引起了产品本身的变革，也深深地影响了设计理念的变革。智能仪表作为一种智能系统，其核心在于单片机。基于单片机的系统设计，已经成为广大电子设计工程师或相关领域设计者关注的热点。

2.电子钟功能介绍

电子时钟基本功能要求：可调整运行的电子钟具有两种工作状态：（1）运行状态：在此状态下，按K3、K4键均无效，按 K1、K2键有效，按下 K1键后，进入调整状态；（2）调整状态：按K1键进入，在此状态下，按K3、K4键均有效。按下K3键，可调整要调节的数字的位置状态；按下K4键，则一次分别对闹钟开关，及闹钟时、分、秒，时间时、分、秒加一，再按K3退出调整状态，进入运行状态。

2.1 计时方案

利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。

2.2 键盘/显示方案

AT89S52的P0口和P2口外接由LCD 1601A构成的显示器，用P0口作为LCD的数据口，P2的P2.4、P2.5、P2.6口作为 LCD的控制口，P3.2、P3.3、P2.0、P2.2口外接两个按键K1、K2、K3、K4构成键盘电路。

2.3 电子时钟的原理

一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。电子时钟由89C52，1601液晶等构成，采用晶振电路作为驱动电路。电路中唯一的一个控制键K1进入中断模式的功能；再按下K3设置键，依次可以实现对闹钟开关，时间的时、分、秒，闹钟设定的时、分、秒位置的设定；再按下K4调节键可以实现对闹钟开关，时间的时、分、秒，闹钟设定的时、分、秒的加一调节。

2.4 键盘电路设计

该设计只用了一个键盘，但实现的功能却比较完善，减少了硬件资源的损耗，该键盘可以实现小时和分钟的调节以及控制是否进入省电模式。当按键按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一，达到时间调节的目的。

具体按键扫描模块代码如下：

unsigned char scan_key()

{skey=0x00； skey|=PRE； skey=skey<<1；skey|=SET； return skey；}

void int0()interrupt0

{TR0=0； IE=0； lcd_wcmd(0x0e)；alarm=1；

update_disbuf(0x50，"alarm："，armhour，armmin，armsec)；

pro_display()；lcd_pos(0x07)；flag=0；vkey=0x03；

while(flag^0x07){skey=scan_key()；if(skey^vkey){delay(10)；skey=scan_key()；if(skey^vkey){vkey=skey；if(skey==0x01){flag++；switch(flag){flag++；case1：lcd_pos(0x41)；breakcase2：lcd_pos(0x44)；break；case 3：lcd_pos(0x47)；break；case4：update_disbuf(0x50，"time："，hour，min，sec)；pro_display()；lcd_pos(0x41)；break；case5：lcd_pos(0x44)；break；case 6：lcd_pos(0x47)；break；default：break；}}if(skey==0x02){pro_key()；}}}lcd_wcmd(0x0c)；lcd_wcmd(0x01)；IE=0x8f；TR0=1； }

键扫描程序说明：开始，进行按键判断是否有键按下，是的情况下，延时一段时间，继续判断此按键是否按下，是的话，保存键值及相应处理程序，结束。

通过应用KeiluVision3设计完成软件编写调试，就可以实现89c52驱动LCD 1601A电子钟的软件设计部分，并生成hex文件。再用usb转ttl数据线把程序写到89C51，使其具有显示、调节、闹钟等功能。如进入调整状态，按K1键进入。在此状态下，按K3、K4键均有效。如按下K3键，调整要调节的数字的位置状态；按下K4键，则一次分别对闹钟开关，及闹钟时、分、秒，时间时、分、秒加一，再按K3退出调整状态，进入运行状态。

由于时间是通过软件来编写，单片机运行来控制的，而不是硬件控制的，在精度方面受单片机性能和程序的限制，故精度和效率可能不是太精确，不能和专由硬件控制的单片机电子时钟相比，在这方面存在不足。

[1]吴金戎，沈庆阳，郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门，提高，开发，拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.

[3]韩广兴.电子元器件与实用电路基础[M].北京：电子工业出版社，2005.

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